D: Detalhe do ponto de coleta intermediário nos reatores
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.3.7. Série de Sólidos
A análise da série de sólidos ao longo das etapas ficou comprometida devido ao reduzido valor de sólidos suspensos presentes nas amostras em geral, gerando assim muitos erros nas análises. Foi realizada uma caracterização das etapas 2 e 6 com o objetivo de verificar um processo pronunciado de arraste de sólidos pelos reatores devido à desnitrificação. Os resultados estão apresentados na Tabela 28.
Tabela 28 – Concentração e ST, SST e SSV (mgL-1) na saída dos reatores na etapa 2 e 6 Sólidos (mgL-1) Etapa 2 Etapa 6 FA UASB FA UASB ST 425 ± 25 443 ± 67 1033 ± 81 1010 ± 113 SST 22 ± 4 45 ± 14 46 ± 13 54 ± 17 SSV 22 ± 4 45 ± 14 43 ± 15 49 ± 19
Inicialmente, é possível perceber um expressivo aumento na concentração de ST na saída dos reatores na etapa 6, comparado com a etapa 2. Esse aumento deve-se ao mesmo motivo do aumento da condutividade ao longo das etapas, discutido anteriormente. Para garantir a quantidade de 100,0 mgN-NO3-L-1 durante a etapa 6, adicionou-se 1083 mg
KNO3L-1, dos quais 418,0 mg pertencem ao íon K+ que permaneceu no sistema e o restante
referente ao N-NO3- não consumido, aumentando assim a quantidade de sólidos dissolvidos
no sistema.
A parcela de ST correspondente a SST na etapa 2 é de apenas 10,0 ± 1,7 % para o UASB e de 5,0 ± 1,1 % no FA sendo que toda a parcela de SS para ambos os reatores era correspondente a SSV. Pode-se considerar então que havia um processo sutil de arraste de matéria orgânica dos reatores, mais pronunciado no UASB, assim como evidenciado pelos dados de turbidez.
Comparando a etapa 2 com a 6, observa-se um aumento mais pronunciado da concentração de SST na saída do FA. Como discutido anteriormente, a eficiência de remoção de DQO no FA foi reduzida nessa etapa, possivelmente devido a esse pequeno aumento do arraste de sólidos do sistema. Esse processo pode ter sido ocasionado pelo crescimento em excesso do biofilme no meio suporte, que começou a se desprender na ultima etapa, devido turbulência causada pelo gás formado no processo de desnitrificação.
Da mesma maneira que na etapa 2, a grande parcela de SST na saída dos reatores durante a etapa 6 correspondia a SSV, ou seja, representa a parcela de matéria orgânica retirada do reator. Para ambos os reatores, a concentração de SSV corresponde a aproximadamente 90% do SST no efluente final.
Biogás
5.4.
O biogás produzido foi avaliado em termos de N2, CH4, CO2 e N2O durante as etapas 2
a 6, sendo que a etapa 2 é caracterizada pelo processo de digestão anaeróbia e as demais etapas pelo processo de desnitrificação. A variação da concentração dos compostos é apresentada na Figura 47 para o reator FA e na Figura 48 para o reator UASB.
Figura 48 - Concentração do biogás [% (v/v)] em termos de N2, CH4 e CO2 para o UASB
Destaca-se que em nenhuma amostra da etapa 2 a 5 houve detecção do composto N2O,
indicando que o processo de desnitrificação foi completo, não apresentando acúmulo do gás intermediário. Segundo Kampschreur et al (2009), a produção de N2O pode ser influenciada
por fatores como: inibição de enzimas pelo oxigênio, como a N2O redutase; acúmulo de
nitrito; baixa disponibilidade de carbono orgânico biodegradável. Da mesma maneira, Wunderlin et al (2012) evidenciam uma forte correlação entre a produção de N2O e a
concentração de N-NO2- pelo processo de desnitrificação.
Considerando os resultados apresentados de N-NO2-, destaca-se que para as etapas 2 a
5 não houve detecção de N-NO2- em nenhum ponto amostral do reator. Dessa forma, verifica-
se que as condições de oxigênio e disponibilidade de matéria orgânica foram adequadas para a realização do processo completo de desnitrificação.
Já durante a etapa 6, as amostras do FA e UASB para a primeira semana de operação apresentaram concentração de N2O detectáveis, porém inferiores a 1,0% da composição do
biogás. Justamente nessa semana, a concentração de N-NO2- foi mais elevada na saída dos
pela Figura 32. Nesse período, o reator encontrava-se em fase de adaptação para a nova concentração inicial de 100,0 mgN-NO3-L-1, promovendo assim o processo incompleto da
desnitrificação.
A partir da semana seguinte de operação, as concentrações de N-NO2- no efluente final
permaneceram em geral abaixo de 4,0 mgL-1 e a presença de N2O não foi mais detectada no
biogás produzido, indicando estabilização do processo e adaptação dos reatores à nova condição. Além da baixa produção de N2O devido às condições adequadas de operação,
destaca-se que esse gás possui solubilidade em água cerca de 20 vezes maior que o oxigênio e sua remoção do meio dissolvido não é rápida ou simples. Dessa maneira, ele pode ter sido produzido em baixas concentrações, porém permaneceu junto ao efluente final na fase líquida (FOLEY et al, 2011).
No processo de desnitrificação realizado por Chiu e Chung (2003) com concentração inicial de 50,0 e 100,0 mgN-NO3-L-1 e razão C/N de 8 e 4, respectivamente, N2O foi
detectado com composição de 0,001 e 0,004 %. Considerando as condições semelhantes de concentração inicial e relação C/N das etapas 4 e 6, era esperado obter baixa concentração desse composto no processo de desnitrificação.
Considerando a variação da concentração de N2, CH4 e CO2 ao longo das etapas,
evidencia-se o aumento do gás nitrogênio em contraste com o decaimento da concentração de metano e gás carbônico. A Tabela 29 apresenta as médias das concentrações para cada etapa experimental, considerando também a análise estatística comparativa entre a etapa 2 e a 6.
Tabela 29 – Média da concentração do biogás [% (v/v)] em termos de N2, CH4 e CO2 para o
FA e UASB ao longo das etapas.
Etapa
N2 CH4 CO2
FA UASB FA UASB FA UASB
Etapa 2 8,3 ± 0,1 A 5,0 ± 0,1 A 70,3 ± 0,1 A 73,7 ± 0,7 A 13,7 ± 0,1 A 13,6 ± 0,8 A Etapa 3 25,5 ± 2,4 26,5 ± 5,6 25,5 ± 2,9 24,8 ± 6,3 3,3 ± 0,3 3,2 ± 0,7 Etapa 4 53,0 ± 22,8 65,6 ± 1,1 24,7 ± 5,4 29,8 ± 3,4 3,4 ± 0,8 4,8 ± 0,5 Etapa 5 86,2 ± 5,6 91,8 ± 5,0 23,8 ± 4,9 13,7 ± 2,8 3,7 ± 1,6 2,7 ± 1,0 Etapa 6 86,7 ± 7,3 B 88,7 ± 7,8 B 0,3 ± 0,2 B 0,4 ± 0,4 B 1,7 ± 0,7 B 1,6 ± 0,4 B
Para os três gases analisados, há diferença significativa na concentração da etapa 2 e 6. Isso indica que o processo da desnitrificação alterou consideravelmente a composição do biogás produzido. Durante a etapa 2, na qual o processo predominante foi a digestão anaeróbia, obteve-se o biogás tipicamente produzido nesse processo, com concentrações de CH4 próximas de 70% e de CO2 próximas de 13%. Os resultados apresentados nessa etapa
estão de acordo com os resultados obtidos por pesquisas recentes sobre a produção de biogás em reatores anaeróbios tratando efluente doméstico.
Souza et al (2011) avaliaram um reator UASB de 14 m3 de volume útil, tratando esgoto doméstico com TDH de 12h, DQO de entrada de 442 ± 100 mgL-1 e temperatura de 25,1 ± 2,8 °C. Nessas condições, os autores encontraram uma concentração média de 74% para o gás CH4 no biogás produzido.
Rosa et al (2016) avaliaram o biogás produzido por reatores UASB em escala real tratando efluente sanitário, localizados na ETE Laboreaux em Itabira-MG. Os autores encontraram médias de 78,2 e 6,7 % para a concentração de CH4 e CO2 respectivamente.
A avaliação da produção de biogás de reatores anaeróbios em escala real também foi realizada por Cabral (2016). Diferentes estações foram monitoradas em tempo real com o objetivo de verificar o potencial energético do gás produzido. Nesse contexto, dentre as avaliações realizadas, quatro reatores UASB apresentaram médias de 80,5; 72,5; 79,5 e 77,2% de CH4 e 8,3; 10,1; 11,6 e 8,8% de CO2.
Ao longo das etapas 3 a 6, com o aumento da concentração inicial de N-NO3- produz-
se um biogás mais rico em N2, diminuindo assim a concentração de CH4 e CO2. Como já
descrito por Andalib et al (2011), há efeitos inibitórios para o processo da desnitrificação e metanogênese ocorrendo simultaneamente, uma vez que os óxidos de nitrogênio são energeticamente mais favoráveis para atuarem como aceptores de elétrons. Os efeitos inibitórios, entretanto, dependem das espécies metanogênicas e dos substratos utilizados.
Banihani et al (2009) sugerem que na verdade, a inibição provocada pelo N-NO2- não
é diretamente causada por ele, e sim pelo intermediário N-NO2- do processo. Os autores
observaram que após a injeção do nitrato em um reator com lodo granular, há uma fase latente antes da iniciação do processo de desnitrificação, e durante esse período não houve inibição da produção de CH4. A fase latente foi seguida por acúmulo de N-NO2-, o que provocou a
Eiroa et al (2004) e An et al (2008) evidenciaram que o processo da metanogênese começa apenas após o término da desnitrificação. Nesse contexto, considerando as etapas em que o N-NO3- foi completamente consumido (etapas 3 a 5), deu-se início ao processo de
metanogênese a partir da digestão anaeróbia da matéria orgânica remanescente. Já durante a etapa 6, porém, o processo da desnitrificação não foi completo devido à indisponibilidade de matéria orgânica suficiente. Dessa maneira, praticamente não houve formação do CH4 para
ambos os reatores.
No processo de desnitrificação realizado por Chiu e Chung (2003) com concentração inicial de 100,0 mgN-NO3-L-1 e razão C/N de 4,N2 foi detectado com composição de 98,2 %
e CO2 com 0,9%, composições de acordo com as encontradas durante a etapa 6, na qual houve
praticamente não houve o processo simultâneo de metanogênese.
Após a adição do nitrato no sistema, Ghaniyari-Benis et al (2010) observaram um aumento de 74% do volume de biogás produzido, sendo que a produção de CO2 praticamente
dobrou enquanto a de CH4 reduziu em aproximadamente 30%. Considerando a pesquisa atual,
não foi possível medir a vazão e o volume total de biogás produzido, o que impossibilita a determinação da produção absoluta de um determinado componente. Considerando a concentração do CO2, obteve-se redução na composição do biogás produzido após o início da
desnitrificação, como apresentado também por Eiroa et al (2004).
O biogás gerado pela digestão anaeróbia consiste em um atrativo devido sua potencial utilização como fonte de energia térmica ou elétrica, devido à presença de CH4, gás
inflamável. Diversos estudos recentes avaliam a viabilidade de seu uso para fins energéticos, porém os demais constituintes do biogás podem afetar seu rendimento. Cabral (2016) define o potencial de geração de energia elétrica (P) segundo a Equação 41.
𝑃 = 𝑄𝐶𝐻4 𝑑𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛í𝑣𝑒𝑙 𝑥 𝐸𝐴𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑎 𝑥 𝜂𝑒𝑙é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑜 Equação 41
P = potencial de geração de energia elétrica (kWh.d-1) QCH4 disponível = vazão metano (m3d-1)
EA = energia específica do metano
O potencial uso do biogás para fins energéticos é, portanto, diretamente relacionado com sua composição de metano. O processo de desnitrificação, quando ocorre simultaneamente com a metanogênese, é responsável pela perda de qualidade energética do biogás uma vez que a concentração de CH4 no biogás final produzido é reduzida
consideravelmente (etapas 3 a 5) ou até mesmo praticamente toda suprimida (etapa 6).
Entretanto, as vantagens do processo da desnitrificação considerando a recirculação de efluente nitrificado em reator anaeróbio devem ser salientadas, como a economia de fonte de carbono externa, bem como a necessidade de diminuição da concentração de N-NO3- no
efluente a ser lançado nos corpos hídricos. Portanto, análises econômicas devem ser avaliadas, de forma a ponderar a perda energética com a economia da fonte de carbono.
Considerando a produção teórica do biogás, é necessário inicialmente definir a parcela da DQO utilizada no processo de desnitrificação e da metanogênese. A Tabela 31 apresenta os valores, segundo a estimativa de consumo de DQO para conversão de 1,0 mgN-NO3-
apresentada na Tabela 25. A DQO teórica para o processo da metanogênese foi considerada a diferença entre a DQO total removida e a DQO utilizada para a desnitrificação.
Tabela 30 – Estimativa da DQO utilizada para a desnitrificação (DQOdesn) e para a
metanogênese (DQOmet)
Etapa N-NO3 - inicial mgL-1 DQOdesn mgL-1 DQOmet FA mgL-1
DQOmet UASB
mgL-1 Etapa 2 1,2 ± 0,2 4,9 ± 1,0 359,6 ± 14,4 319,3 ± 20,6 Etapa 3 26,9 ± 1,2 110,4 ± 4,8 255,7 ± 23,9 215,7 ± 18,2 Etapa 4 54,5 ± 2,7 223,4 ± 11,1 126,9 ± 20,0 81,9 ± 22,6 Etapa 5 76,6 ± 2,9 314,1 ± 12,0 55,3 ± 20,2 19,7 ± 26,5(2) Etapa 6 102,2 ± 3,1 368,6 ± 27,0 347,9 ± 20,9(1) 9,5 ± 18,8 (2) 9,4 ± 16,6(2) (1)
Média do FA e UASB, respectivamente.
(2)
Resultados negativos foram considerados iguais a zero para a composição da média
Chernicharo (2007) propõe uma metodologia para estimativa da produção de CH4 a
42, 43 e 44. O autor ainda considera que o CH4 corresponde a aproximadamente 75% do
biogás total produzido, sendo que o restante do biogás foi considerado com a composição predominantemente de CO2.
● Massa de metano
𝐷𝑄𝑂𝐶𝐻4 = 𝑄 𝑥 𝑆 − 𝑌𝑜𝑏𝑠 𝑥 𝑄 𝑥 𝑆0 Equação 42
DQOCH4: Fração da DQO convertida em metano (mgDQOCH4/d);
Q: vazão de operação (L/d) – 1,84 L/d para o FA e 2,44 L/d para o UASB; S0: DQO disponível para metanogênese no afluente (mgDQO/L);
S: DQO teórica usada na metanogênese (mgDQO/L);
Yobs: Coeficiente de produção de sólidos no sistema em termos de DQO (0,11 a 0,23
mgDQOlodo/mgDQOafluente). Valor adotado: 0,21 mgDQOlodo/mgDQOafluente
● Produção volumétrica de metano
𝑄𝐶𝐻4 = 𝐷𝑄𝑂𝐶𝐻4
𝑘(𝑡)
Equação 43
QCH4: Produção volumétrica de metano (L/d);
k(t) = fator de correção da temperatura operacional
● k (t)
𝑘(𝑡) = 𝑃 𝑥 𝐾𝐷𝑄𝑂 𝑅 + (237 + 𝑇)
Equação 44
P: Pressão atmosférica (1 atm);
kDQO = DQO correspondente a 1 mol de CH4 (64 gDQO/mol);
R = Constante dos gases (0,08206 atm.L/mol.K)
Considerando as equações apresentadas e a estimativa da DQO consumida no processo da metanogênese, é possível calcular a produção de CH4 e biogás total, cujos
resultados estão descritos na Tabela 31.
Para calcular a produção teórica de N2, considera-se a estequiometria da
desnitrificação apresentada pelas Equações 35, 36 e 37. Independente da fonte de carbono utilizada, a conversão de 1,0 mgN-NO3- gera 1,0 mg de N2. Além disso, considerando o N2 na
CNTP, tem-se que 28 mg de N2 equivale a 22,4 mL, ou seja, cada mg de N2 equivale a 0,8
mL. Dessa forma, considerando a quantidade de N-NO3- consumido em cada etapa, tem-se a
estimativa de produção de N2, descrita pela Equação 45, cujos resultados encontram-se na
Tabela 31.
𝑉𝑜𝑙 𝑁2 = 𝑁 − 𝑁𝑂3−𝑟𝑒𝑚 𝑥 𝑄 𝑥 𝐹1 𝑥 𝐹2 Equação 45
Vol N2: Volume de N2 produzido (mL);
N-NO3-rem = Concentração de N-NO3- removida (mgL-1);
Q: vazão de operação (L/d) – 1,84 L/d para o FA e 2,44 L/d para o UASB; F1 = Conversão de N-NO3- para N2 – 1,0 mgN2 /mgN-NO3-;
F2 = Conversão de mg N2 para mL - 0,8 mLN2 /mgN2.
Tabela 31 – Estimativa de produção de N2 e CH4 ao longo das etapas
Etapa
N2 (mLd-1) CH4 (mLd-1) Total (mLd-1)
FA UASB FA UASB FA UASB
Etapa 2 1,8 ± 0,3 2,3 ± 0,5 256,9 ± 12,5 218,7 ± 19,2 344,3 ± 16,7 293,9 ± 25,6 Etapa 3 39,6 ± 1,7 52,6 ± 2,3 180,5 ± 21,1 142,5 ± 16,2 280,2 ± 27,6 242,6 ± 21,2 Etapa 4 80,2 ± 4,0 106,4 ±5,3 82,7 ± 17,7 40,1 ± 19,6 190,5 ± 22,3 159,8 ± 24,4 Etapa 5 112,8 ± 4,3 149,6 ± 5,7 28,6 ± 16,3 6,7 ± 12,3(1) 150,9 ± 18,1 158,5 ± 13,0 Etapa 6 132,3 ± 9,7 165,6 ± 10,0 3,2 ± 10,5(1) 1,8 ± 4,0(1) 136,5 ± 15,0 168,0 ± 10,4 (1)
A concentração teórica [%(v/v)] do biogás produzido ao longo das etapas é apresentada na Tabela 32.
Tabela 32 – Média teórica da concentração do biogás [% (v/v)] em termos de N2, CH4 e CO2
para o FA e UASB ao longo das etapas
Etapa
N2 CH4 CO2
FA UASB FA UASB FA UASB
Etapa 2 0,5 ± 0,1 0,8 ± 0,2 74,6 ± 0,1 74,4 ± 0,1 24,9 ± 0,0 24,8 ± 0,0 Etapa 3 14,3 ± 1,6 21,8 ± 2,1 64,3 ± 1,2 58,6 ± 1,6 21,4 ± 0,4 19,5 ± 0,5 Etapa 4 42,7 ± 6,5 68,1 ± 12,7 43,0 ± 4,9 23,9 ± 9,5 14,3 ± 1,6 8,0 ± 3,2 Etapa 5 75,8 ± 10,8 94,9 ± 9,0 18,1 ± 8,1 3,8 ± 6,8 9,4 ± 6,0 1,3 ± 2,3 Etapa 6 97,5 ± 8,2 98,7 ± 3,0 1,8 ± 6,1 1,0 ± 2,3 0,6 ± 2,0 0,3 ± 0,8
Comparando a concentração teórica apresentada na Tabela 32 com a concentração real exposta na Tabela 29, notam-se algumas discrepâncias como a composição de N2 na etapa 2 e
a concentração de CH4 e CO2 na etapa 3. O N2 referente à etapa 2 pode estar relacionado com
o gás que acessa o reator dissolvido no efluente sintético, sendo liberado ao longo do processo. A parcela do gás originária dessa fonte não é considerada no cálculo teórico de produção de N2. Já durante a etapa 3,as bolsas coletoras ficaram armazenadas por mais tempo
até a análise ser realizada, o que pode ter acarretado em perda de gases. De forma geral, a estimativa de produção do gás e da composição em termos de % (v/v) mostrou-se compatível com os resultados obtidos experimentalmente.
Considerando a solubilidade dos gases em água, tem-se que o N2, CO2 e CH4 possuem
solubilidade aproximada de 16, 1200 e 18 mg de gás por kg de água. Parte dos gases, portanto, permanece solubilizado em água, em especial o CO2. Com relação ao CH4, Souza et
al (2011) concluíram que a perda do metano dissolvido no efluente variou entre 36 e 41% do total do metano gerado no reator anaeróbio, ocasionando diminuição do potencial energético do biogás.
Caracterização do lodo
5.5.
5.5.1. Caracterização visual
O aspecto do lodo sofreu visível alteração ao longo das etapas de tratamento, principalmente devido ao processo de desnitrificação. De um lodo tipicamente anaeróbio, concentrado e escuro, utilizado como inóculo dos reatores, foi obtido ao final da etapa 6 um lodo com tonalidade marrom amarelada, mais característico no UASB, bem como com aspecto menos concentrado.
A Figura 49 apresenta imagens do lodo utilizado como inóculo (A), bem como o lodo ao final da etapa 6 do FA e UASB na forma filtrada (B e C) e em solução (D e E).
Figura 49 – Visualização do lodo dos reatores – A: lodo inoculado; B e D: Lodo do FA ao final da etapa 6; C e E: Lodo do UASB ao final da etapa 6
A B C
Nota-se flotação de parte do lodo do FA na Figura 50-D, o que pode estar relacionado à presença de gás no interior dos grânulos. Etchebehere et al (2002) observaram o aumento do tamanho dos grânulos com o processo de desnitrificação, mas acompanhado pelo processo de flotação, o qual associaram à retenção de gás na biomassa.
Com relação à evolução do aspecto do lodo ao longo das etapas, a Figura 50 apresenta o aspecto do lodo coletado ao final das etapas para a análise microbiológica. A partir da etapa 3, a biomassa no reator UASB aparentou diferenças do FA, umas vez que o mesmo volume coletado forneceu menor quantidade de sólidos centrifugados.
A partir da etapa 4, houve visível alteração da coloração do lodo, mais notável no UASB, o qual apresentou a biomassa na coloração marrom amarelada. No FA, essa alteração foi mais sutil, sendo que a coloração encontrava-se dispersa na biomassa ainda com características similares ao lodo da etapa 2.
Figura 50 – Lodo dos reatores FA e UASB coletados ao final das etapas de operação
Reator FA Reator UASB
Etapa 2 Etapa 3 Etapa 4 Etapa 5 Etapa 6 Etapa 2 Etapa 3 Etapa 4 Etapa 5 Etapa 6
A alteração de coloração observada pela Figura 50 pode estar relacionada ao desenvolvimento de micro-organismos desnitrificantes. Hendriksen e Ahring (1996)
avaliaram a desnitrificação e metanogênese simultâneas no reator UASB e após três meses de operação do reator, os grânulos apresentaram alteração de cor para marrom/amarelo, além de crescimento mais fofo, menos denso e mais filamentoso. Os autores atribuíram essa alteração ao desenvolvimento das bactérias desnitrificantes.
A Figura 51 apresenta imagens de microscópio com aumento de 100 vezes do lodo dos reatores ao final da etapa 6.
Figura 51 – Imagens no microscópio com aumento de 100x do lodo dos reatores ao final da etapa 6 – A: Lodo do FA e B: Lodo do UASB
A
B
Com relação às imagens da Figura 51, observou-se a formação de aglomerados maiores de biomassa no FA, ao contrário do reator UASB no qual regiões com flocos menores eram facilmente observadas. A diferenciação de desenvolvimento dos micro- organismos entre os reatores sugerida pela Figura 50 bem como os distintos tamanhos de partícula sugeridos pela Figura 51 serão mais bem discutido no tópico 5.5.2.
5.5.2. Distribuição do tamanho de partícula
Para comprovar as alterações visuais sugeridas, pode-se analisar a distribuição do tamanho de partículas de ambos os reatores, de forma a verificar a alteração do lodo entre as etapas de operação e entre os compartimentos. A Figura 52 apresenta as distribuições médias de tamanho de partícula de ambos os reatores ao longo das etapas.
Figura 52 – Distribuição do tamanho de partícula ao longo das etapas
As distribuições apresentadas pelo lodo do reator FA apresentam expressivo aumento do tamanho das partículas ao longo das etapas, o que ocorre de forma mais sutil no reator UASB. Para comparação das curvas obtidas, aplicou-se a correlação de Pearson entre os resultados, sendo destacado a comparação entre a etapa 2 e as demais etapas na Tabela 33.
Tabela 33 – Correlação de Pearson (r) da distribuição do tamanho de partícula da etapa 2 com as demais etapas Etapa FA UASB Etapa 3 0,87 0,99 Etapa 4 0,77 0,96 Etapa 5 0,46 0,88 Etapa 6 0,53 0,78
Para ambos os reatores há distanciamento da distribuição das etapas de desnitrificação com a etapa 2, sendo que esse efeito ocorre de forma mais expressiva no FA. Essa diferença pode estar relacionada ao efeito de mistura provocado pela produção do biogás apresentado
pelos ensaios hidrodinâmicos no reator UASB, o que causou maior agitação do meio e consequentemente impediu a formação de flocos maiores comparado ao FA.
A comparação da distribuição entre os reatores para as etapas experimentais é apresentada na Figura 53.
Figura 53 - Comparação da distribuição do tamanho de partícula entre FA e UASB
As curvas referentes à etapa 2, quando a digestão anaeróbia foi predominante em ambos os reatores, são muito semelhantes quando se compara o FA com o UASB. A partir do
início da desnitrificação ocorre diferenciação significativa entre as distribuições, cujos valores de correlação são apresentados na Tabela 34.
Tabela 34 – Correlação de Pearson da distribuição de tamanho de partícula entre reatores
Observa-se um efeito de distanciamento entre as distribuições dos reatores da etapa 2 a 5, caracterizado pela correlação de Pearson decrescente. Já durante a etapa 6, houve aumento da correlação entre as curvas, uma vez que houve aumento do diâmetro das partículas do UASB e diminuição do FA, aproximando assim ambas as curvas.
Os diâmetros D4,3, D10, D50 e D90 obtidos das distribuições de tamanho de partícula dos
reatores estão apresentados na Tabela 35, bem como a análise estatística comparativa entre os reatores e as etapas.
Tabela 35 – Diâmetros D4,3, D10, D50 e D90 (µm) do FA e UASB ao longo das etapas.
Reator Etapa 2 Etapa 3 Etapa 4 Etapa 5 Etapa 6
D4,3 FA 223 ± 74 aA 346 ± 46 aB 409 ± 33 aC 611 ± 36 aD 528 ± 20 aE UASB 202 ± 63 aA 217 ± 28 bA 241 ± 42 bA 307 ± 22 bB 351 ± 14 bC D10 FA 31 ± 8 aA 57 ± 6 aB 70 ± 7 aC 115 ± 13 aD 95 ± 7 aE UASB 26 ± 4 aAB 30 ± 2 bA 22 ± 3 bB 62 ± 3 bC 80 ± 3 bD D50 FA 158 ± 53 aA 283 ± 50 aB 349 ± 43 aB 564 ± 39 aC 502 ± 24 aD UASB 142 ± 39 aA 149 ± 17 bA 148 ± 30 bA 250 ± 19 bB 311 ± 14 bC D90 FA 518 ± 172 aA 741 ± 85 aB 850 ± 48 aC 1167 ± 45 aD 1000 ± 25 aE UASB 475 ± 158 aAB 511 ± 71 bA 605 ± 95 bAB 644 ± 48 bB 688 ± 25 bB